ბუნებრივი შერჩევა: განმარტება, დარვინის თეორია, მაგალითები და ფაქტები

ბუნებრივი შერჩევის კონცეფცია პირველად ოფიციალურად იქნა შემოთავაზებული Linnean Society- ს ბიოლოგიის კონფერენციაზე. 1858 წლის 1 ივლისს ამ თემაზე წარმოდგენილი იქნა ერთობლივი ნაშრომი და შემდგომში გამოქვეყნდა. მასში შედიოდა ჩარლზ დარვინის და ალფრედ რასელ უოლესი.

ორივე კაცი წერდა იმ აზრზე, რომ ბუნებრივი გადარჩევა ხელს უწყობდა დედამიწის ევოლუციას მათი გარემოს ყველაზე შესაფერისი ორგანიზმების გადარჩენა. იმდროინდელმა მეცნიერებმა გააცნობიერეს, რომ მოხდა ევოლუცია, მაგრამ არ იცოდნენ როგორ განვითარდნენ სახეობები.

ბუნებრივი გადარჩევის ამ დანერგვის შემდეგ, დარვინმა დაწვრილებით შეაფასა ეს თემა ევოლუციის თეორიით და წიგნით, სახეობების წარმოშობის შესახებ, გამოქვეყნდა 1859 წელს. მისი მუშაობა დარვინის ფარფლებთან და მისი იდეები ყველაზე ძლიერი გადარჩენა განმარტა ბუნებრივი გადარჩევის მექანიზმი და როგორ შეიძლება ამან გამოიწვიოს სხვადასხვა სახის ორგანიზმების გამრავლება.

ევოლუცია არის ორგანიზმის ან მოსახლეობის მახასიათებლების კუმულაციური ცვლილება მომდევნო თაობებში. ზოგჯერ შეჯამებულია, როგორც

იმისათვის, რომ იყოს აქტიური მახასიათებელი ან თვისება, რომელიც იწვევს ბუნებრივი გადარჩევას, ამ მახასიათებელს უნდა ჰქონდეს შემდეგი მახასიათებლები:

• მემკვიდრეობითობა. თვისებას მხოლოდ ბუნებრივი გადარჩევის გზით შეუძლია ევოლუციაზე გავლენა მოახდინოს, თუ ის მშობლებისგან გადაეცემა შთამომავლებს.
• ფუნქციონალობა თვისებას უნდა ჰქონდეს ფუნქცია. თვისებებმა უნდა გააკეთონ რაღაც, რომ ბუნებრივი გადარჩევა მოხდეს.
• უპირატესობა იმისთვის რომ შეირჩეს შთამომავლობისთვის, ეს თვისება უპირატესობას ანიჭებს მას ორგანიზმს, ან ორგანიზმს თავის გარემოში გადარჩენისთვის უფრო შეეფერება.
• წარმოშობა. ამ თვისებამ ორგანიზმების განვითარება უნდა გამოიწვიოს, რადგან ამან ორგანიზმები გადარჩენისთვის უფრო შესაფერისი გახადა. თუ ორგანიზმები შეიცვალა სხვა მექანიზმის, მაგალითად, გენეტიკური მუტაციის გამო, ეს არ მოხდა ბუნებრივი შერჩევის გამო.

ნაშთების ჩანაწერების საფუძველზე აშკარაა, რომ სახეობები დროთა განმავლობაში იცვლება და ახალი სახეობები ვითარდება, სხვები კი იღუპებიან. დარვინამდე ახსნა არ არსებობდა, თუ როგორ შეიძლება მომხდარიყო ასეთი ცვლილებები.

ევოლუციის თეორია აღწერს იმას, რაც ხდება, რადგან სახეობის ზოგიერთი ინდივიდუალური მახასიათებლის მახასიათებელი უპირატესობა ხდება და ბუნებრივი გადარჩევა აღწერს როგორ ხდება ეს უპირატესობა.

დარვინმა შეისწავლა ბუნებრივი შერჩევა ფინჯებით. მაშინაც კი, როდესაც სხვა მექანიზმი, როგორიცაა მუტაცია, შეცვლის პოპულაციას, თუ მუტაცია არ ანიჭებს ბუნებრივ უპირატესობას, ის შეიძლება ბუნებრივად გადარჩეს.

სახეობის ფარგლებში, ტიპიური პოპულაცია მოიცავს სხვადასხვა თვისების მქონე პირებს, რადგან ისინი იღებენ თავიანთ ნახევარს გენეტიკური კოდი მამისგან და ნახევარი დედისგან. გენეტიკური საფუძვლებისთვის, მშობლებისგან მიღებული გენების ეს კომბინაცია მრავალფეროვან მახასიათებლებს ქმნის მოსახლეობის ინდივიდებში.

ზოგიერთ პიროვნებაში თვისებების ერთობლიობა მათ უპირატესობას ანიჭებს საკვების ძებნას, მტაცებლების ან დაავადებების გამრავლებას ან მათ გაუძლებს. სხვა პირები იღებენ თვისებებს, რომლებიც მათ არახელსაყრელ პირობებში აყენებს.

უპირატესობის მქონე პირები მეტხანს იცხოვრებენ და უფრო მეტ შთამომავლობას წარმოშობენ. მათი შთამომავლები ძირითადად მიიღებენ გენებს, რომლებიც უპირატესობას ანიჭებენ თვისებებს. დროთა განმავლობაში, მოსახლეობის უმეტესი ნაწილი უპირატესობას ანიჭებს უპირატესობებს, ხოლო უარყოფითი მხარეების თვისებები გაქრება. ბუნებრივმა შერჩევამ აირჩია დადებითი მახასიათებლების მქონე პირები.

1831 წელს ბრიტანეთის საზღვაო ფლოტმა მთელ მსოფლიოში რუკების ექსპედიციაზე გამოგზავნა გემის HMS Beagle. ჩარლზ დარვინი მოვიდა ბორტზე, როგორც ბუნებისმეტყველი, რომელსაც დაევალა ადგილობრივი ფაუნისა და ფლორის დაკვირვება. ექსპედიციამ ხუთი წელი გასტანა და დიდი დრო გაატარა სამხრეთ ამერიკის ატლანტისა და წყნარი ოკეანის სანაპიროებზე.

სამხრეთ ამერიკიდან წყნარი ოკეანის გადასასვლელად ახალი ზელანდიისკენ გასვლისთანავე, გემმა ხუთი კვირა გალაპაგოსის კუნძულებზე შეისწავლა. როგორც მან ყველგან გააკეთა, დარვინმა ფართო ჩანაწერები გააკეთა მის მიერ ნაპოვნი მცენარეებისა და ცხოველების მახასიათებლების შესახებ. საბოლოოდ ეს შენიშვნები შექმნის საფუძველს მის მიერ ბუნებრივი შერჩევის კონცეფციისა და ევოლუციის თეორიის შემუშავებისათვის.

ინგლისში დაბრუნებულმა დარვინმა და ორნიტოლოგმა თანამოაზრეებმა შეისწავლეს დარვინის ჩანაწერები გალაპაგოსის კუნძულებზე. როგორც ჩანს, კუნძულებზე ბინადრობდა 13 სხვადასხვა სახეობის ფინკი, ხოლო უახლოეს სამხრეთ ამერიკის მიწის მასას, რომელიც 600 მილის დაშორებით მდებარეობს, მხოლოდ ერთი სახეობა ჰქონდა. სახეობებს შორის მთავარი განსხვავება იყო წვერების ზომა და ფორმა.

დარვინის მიერ გაკეთებული ჩანაწერების ანალიზმა მას შემდეგი დასკვნების გაკეთება მოჰყვა:

• ფინჯნები ჰქონდა სხვადასხვა წვერები რადგან ისინი ცხოვრობდნენ სხვადასხვა კუნძულებზე სხვადასხვა გარემო.
• გარემომ არ გამოიწვია წვერების განსხვავებები, რადგან არ არსებობდა ასეთი ზემოქმედების მექანიზმი.
• ბუკის განსხვავებული მახასიათებლები ყველა უნდა ყოფილიყო თავდაპირველი ფინჯნის პოპულაციაში.
• თავდაპირველი მოსახლეობის ფარფლები კუნძულზე რომ დასახლდნენ, თითები წვერებით საუკეთესო ადაპტირებულია ადგილობრივი კვების მომარაგებაზე ექნებოდა უპირატესობა.
• წვერები, რომლებსაც კუნძულის საკვები წყარო ყველაზე მეტად შეეფერება გადარჩება უფრო მეტი რაოდენობით ვიდრე ნაკლებად ადაპტირებული ფინჩები.
• საბოლოოდ, მრავალი თაობის განმავლობაში, კუნძულის ფინჩები ქმნიდა მკაფიო სახეობას მკაფიო წვერის ზომა და ფორმა, რადგან ამ წვერებთან ერთად ფანქრები საუკეთესო იქნებოდა მათი გარემო

ამ დასკვნებით, დარვინმა ახსნა გალაპაგოსის კუნძულებზე ფინიკის წვერების ევოლუცია ინიციატივით ბუნებრივი გადარჩევის მექანიზმი. მან შეაჯამა ეს მექანიზმი, როგორც ყველაზე ძლიერი გადარჩენა, სადაც ფიტნეს განსაზღვრული იყო, როგორც რეპროდუქციული წარმატება.

დასკვნებისთვის, დარვინი დაეყრდნო თავის ჩანაწერებს, საკუთარ დაკვირვებებს და ნაწერების ინტერპრეტაციას თომას რობერტ მალტუსი. მალტუსი იყო ინგლისელი მეცნიერი, რომელმაც 1798 წელს გამოაქვეყნა თავისი თეორია იმის თაობაზე, რომ მოსახლეობის ზრდა ყოველთვის გადააჭარბებს საკვების მიწოდებას. დასკვნა ის არის, რომ ნებისმიერ პოპულაციაში მრავალი ადამიანი დაიღუპება საკვების შეზღუდული მარაგის მოსაპოვებლად კონკურენციის გამო.

სამი დაკვირვება, რამაც დარვინს მისცა ევოლუციისა და ბუნებრივი გადარჩევის თეორიის შემუშავების საშუალება:

1. პოპულაციაში მყოფი პირები გამოირჩევიან ისეთი თვისებებით, როგორიცაა ფერი, ქცევა, ზომა და ფორმა, გენეტიკური ცვალებადობის გამო.
2. ზოგიერთი თვისება მშობლებისგან შთამომავლებს გადაეცემა და მემკვიდრეობით გადადის.
3. მოსახლეობის მშობლები ზედმეტად აწარმოებენ შთამომავლობას, რომ ზოგი არ გადარჩეს.

ამ დაკვირვებებზე დაყრდნობით, დარვინმა შემოგვთავაზა, რომ ის ადამიანები, რომლებსაც აქვთ თვისებები, რომლებიც უკეთესად აქცევს, გადარჩებიან, ხოლო ყველაზე ნაკლებად მოკვდებიან. დროთა განმავლობაში მოსახლეობაში დომინირებდა ინდივიდუალური თვისებები, რაც მათ უფრო უკეთესს ხდიდა.

ბაქტერიების პოპულაციები ძალიან ძლიერ ბუნებრივ შერჩევას ავლენენ, რადგან მათ სწრაფად გამრავლება შეუძლიათ. ისინი, ჩვეულებრივ, მრავლდებიან მანამ, სანამ არ მიაღწევენ შეზღუდვას, როგორიცაა საკვების, სივრცის ან სხვა რესურსების ნაკლებობა. ამ ეტაპზე, მათი ბაქტერიები, რომლებიც მათ გარემოში საუკეთესოდ შეეფერება, გადარჩებიან, ხოლო დანარჩენები დაიღუპებიან.

ბაქტერიებში ბუნებრივი გადარჩევის ერთ-ერთი მაგალითია ანტიბიოტიკების წინააღმდეგობა. როდესაც ბაქტერიები იწვევენ ინფექციას და ინდივიდუალური მკურნალობა ანტიბიოტიკებით ხდება, ნებისმიერი ბაქტერია, რომელსაც აქვს ანტიბიოტიკებისადმი გამძლეობა, გადარჩება, ხოლო ყველა დანარჩენი გარდაიცვალა. ანტიბიოტიკებისადმი მდგრადი ბაქტერიების გამრავლება ძირითადი სამედიცინო პრობლემაა.

მცენარეები ვითარდებიან, რომ მათ გარემოს შეეფერება ბუნებრივი შერჩევის გზით. ზოგი მცენარე ავითარებს ყვავილის ფერს კონკრეტული სახის დამტვერიანების მოსაზიდად და განავითარებს სპეციალურ მექანიზმებს მათი თესლის გასავრცელებლად. მათ უნდა შეეგუონ მეტნაკლებად მზის სხივებს და ებრძოლონ მავნებლებს.

კაქტუსები მცენარეებში ბუნებრივი გადარჩევის მაგალითია. უდაბნოში, სადაც ისინი ცხოვრობენ, უამრავი მზის სხივია, ცოტა წყალი და ზოგჯერ ცხოველიც, რომელსაც წვნიანი ნაკბენი უყვარს.

შედეგად, კაქტუსებმა შეიმუშავეს კომპაქტური სხეულები ან პატარა, წვნიანი ფოთლები სქელი ტყავებით ძლიერი მზისგან დასაცავად და წყლის დანაკარგის შემცირების მიზნით. მათ ასევე შეუძლიათ წყლის შენახვა და მკვეთრი წვეთები ცხოველების დასაშლელად. ამ თვისებების მქონე კაქტუსები ყველაზე ძლიერი იყო და ისინი დღემდე ვითარდებიან.

კიდევ ერთი მაგალითია სამხრეთ კალიფორნიაში გვალვით გამოწვეული მინდვრის მდოგვის მცენარის ცვლილება. გვალვას რომ გადაურჩეს, მცენარეებმა უნდა გაიზარდონ, აყვავილონ და სწრაფად დაარიგონ თესლი. სამხრეთ კალიფორნიის მინდვრის მდოგვის მცენარეები, რომლებიც ადრე ყვავილობდნენ, დომინანტური გახდნენ, ხოლო ყვავილები მოგვიანებით გარდაიცვალა.

ცხოველებს მეტი შესაძლებლობა აქვთ გავლენა მოახდინონ მათ გადარჩენაზე, რადგან მათ აქვთ რთული ქცევის წესები. თვისებები, რომლებსაც შეუძლიათ ფიტნესის განსაზღვრა, სამ ძირითად კატეგორიას განეკუთვნებიან. ნადირობის ან საძოვრების საშუალებით საკმარისი საკვების პოვნის შესაძლებლობა არის გადარჩენის გასაღები.

ცხოველების უმეტესობას აქვს მტაცებლები, და სპეციფიკური ნიშნები მათ საშუალებას აძლევს თავიდან აიცილონ ჭამა. დაბოლოს, მეუღლის პოვნისა და მოზიდვის შესაძლებლობა საშუალებას აძლევს მათ დადებითი თვისებები გადასცენ შთამომავლებს.

ტიპიური მახასიათებლები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ბუნებრივ შერჩევაზე, მოიცავს:

• მოძრაობა. სირბილის, ცურვის ან სწრაფი ფრენის უნარი განსაზღვრავს, აქვს თუ არა ცხოველს წარმატებული ნადირობა ან მტაცებლების გაქცევა.
• შენიღბვა. თუ ცხოველს წარმატებით შეუძლია დამალვა, მას შეუძლია თავიდან აიცილოს მტაცებლები ან ჩასაფრებული მტაცებელი.
• იმუნიტეტი. ზოგიერთი ცხოველი უფრო მდგრადი იქნება დაავადების მიმართ, ვიდრე სხვები და გადარჩება.
• ძალა. მეუღლისთვის კონკურენცია ხშირად გულისხმობს ძალის გამოცდას იმავე სახეობის სხვა წარმომადგენლებთან.
• გრძნობები. ცხოველებს, რომლებსაც უკეთესად შეუძლიათ დანახვა, სუნი ან მოსმენა, შეიძლება ჰქონდეთ გადარჩენის მეტი შანსი.
• სექსუალური მახასიათებლები. ცხოველების ბუნებრივი შერჩევა დამოკიდებულია მეწყვილის მოზიდვის შემდეგ წარმატებულ გამრავლებაზე.

ცხოველები განუწყვეტლივ ვითარდებიან, ჯერ მოცემულ გარემოში უკეთესად ადაპტირებისთვის, შემდეგ კი, თუ გარემო შეიცვლება, ახალ გარემოში. ბუნებრივმა გადარჩევამ შეიძლება გამოიწვიოს ევოლუციური ცვლილებები არსებულ პოპულაციებში და ასევე შეიძლება უპირატესობა მიანიჭოს ერთ სახეობას მეორესთან შედარებით, თუ ორი სახეობა კონკურენციას უწევს ერთი და იგივე სივრცესა და რესურსებს.

ცხოველების ბუნებრივი შერჩევა უკეთესად ჩანს, როდესაც გარემო გარკვეულწილად იცვლება და სპეციფიკური მახასიათებლების მქონე ცხოველები უკეთესები ხდებიან და მალე დომინანტები ხდებიან.

მაგალითად, ლონდონში წიწაკავი თვისი იყო ღია ფერის, მუქი ლაქებით. ინდუსტრიული რევოლუციის დროს შენობები ჭვარტლით დაბნელდა. ჩიტები ადვილად ხედავდნენ მუქი ფერის ფონზე ღია ფერის თვისებს და მალე მხოლოდ მუქი ფერის თვისები დარჩნენ. ბუნებრივი გადარჩევა უპირატესობას ანიჭებდა უფრო და უფრო მუქი ლაქების მქონე თვისებს.

სხვა მაგალითში, თქვით, რომ ზოგიერთი მწერი სწრაფად ხდება რეზისტენტული ქიმიური პესტიციდის მიმართ. მაშინაც კი, თუ მხოლოდ რამდენიმე პიროვნებაა გამძლე, დანარჩენები დაიღუპებიან და მდგრადი მწერები გადარჩებიან. მწერები, როგორც წესი, დიდი რაოდენობით შთამომავლობას წარმოქმნიან, ამიტომ რეზისტენტული გენების მქონე მწერები სწრაფად მიიღებენ ძალას.

რეპროდუქციული უპირატესობის მაგალითზე ქალი ფარშევანგები ირჩევენ მეუღლეს კუდის ზომისა და სიკაშკაშის მიხედვით. ეფექტის შემდეგ ბუნებრივი გადარჩევა, დღეს თითქმის ყველა ფარშევანგის მამაკაცს აქვს დიდი, ნათელი ფერის კუდები.

მიუხედავად იმისა, რომ დარვინი ყველაზე მეტად ცნობილია ევოლუციის თეორიის შესახებ გამოქვეყნებებით, სახეობების ბუნებრივი ცვლილება ხდება და ადაპტაცია ხდება. ჩარლზ დარვინის 1858 წლის ნაშრომი, ალფრედ რასელ უოლესის შემოწირულობით, რომლის ნაშრომი ამავე დროს გამოიცა, სამუდამოდ შეცვალა ხალხი, როგორ უყურებდნენ ევოლუციას და მცენარეთა და ცხოველთა ბუნებრივ ცვლილებებს, რომლებიც მუდმივად ხდებოდა გარშემო მათ